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无功补偿装置的常见类型有哪些

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2020-12-31 14:22:31

有关无功补偿装置的几种常见类型,动态无功补偿装置的四种类型:调压式动态无功补偿装置、磁控式动态无功补偿装置、相控式(TCR型)动态无功补偿装置、SVG动态无功发生器。

动态无功补偿装置的四种类型:调压式动态无功补偿装置、磁控式动态无功补偿装置、相控式(TCR型)动态无功补偿装置、SVG动态无功发生器。

1、调压式动态无功补偿装置

调压式动态补偿装置原理:在普通的电容器组前面增加一台电压调节器,利用电压调节器来改变电容器端部输出电压。根据Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出,从而改变无功输出容量来调节系统功率因数,目前生产的装置大多可分九级输出。

该装置为分级补偿方式,容易产生过补、欠补。由于调压变压器的分接头开关为机械动作过程,响应时间慢(约3~4s),虽能及时跟踪系统无功变化和电压闪变,但跟踪和补偿效果稍差。但比常规的电容器组的补偿效果要好的多;在调压过程中,电容器频繁充、放电,极大影响电容器的使用寿命。由于有载调压变压器的阻抗,使得滤波效果差。虽然价格便宜, 占地面积小,维护方便,一般年损耗在0.2%以下。

2、磁控式(MCR型)动态无功补偿装置

磁控式动态无功补偿装置原理:在普通的电容器组上并联一套磁控电抗器。磁控电抗器采用直流助磁原理,利用附加直流励磁磁化铁心,改变铁心磁导率,实现电抗值的连续可调,从而调节电抗器的输出容量,利用电抗器的容量和电容器的容量相互抵消,可实现无功功率的柔性补偿。

能够实现快速平滑调节,响应时间为100-300ms,补偿效果满足风场工况要求。  磁控电抗器采用低压晶闸管控制,其端电压仅为系统电压的%~2%,无需串、并联,不容易被击穿,安全可靠。设备自身谐波含量少,不会对系统产生二次污染。占地面积小,安装布置方便。装置投运后功率因数可达0.95以上,可消除电压波动及闪变,三相平衡符合国际标准。免维护,损耗较小,年损耗一般在0.8%左右。

3、相控式动态无功补偿装置(TCR)

相控式动态无功补偿装置(TCR)原理:在普通的电容器组上并联一套相控电抗器(相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成)。相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图 所示。

通过对可控硅导通时间进行控制,控制角(相位角)为α,电流基波分量随控制角α的增大而减小,控制角α可在0°~90°范围内变化。控制角α的变化,会导致流过相控电抗器的电流发生变化,从而改变电抗器输出的感性无功的容量。 普通的电容器组提供固定的容性无功,感性无功和容性无功相抵消,从而实现总的输出无功的连续可调。

优点:

响应速度快,≤40ms,适合于冶金行业,一般年损耗在0.5%以下。

缺点:晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下,容易被击穿,维护困难;晶闸管发热量大,一般情况采用纯水冷却,除了有一套水处理装置可靠的水源外,还需配监护维修人员。

另外,其晶闸管产生的大量谐波电压污染电网,需配套滤波装置。

整套装置占地面积很大,价格较贵。在风电工况下不予推荐使用。而且本工程位于海边滩涂,盐雾腐蚀较严重,相控式动态无功补偿装置有部分装置为户外敞开布置,不利于设备在重雾潮湿地区的安全运行。

4、智能新型动态无功发生器(SVG )

SVG是当今无功补偿装置领域最新技术的代表。

SVG并联于电网中,相当于一个可变的无功电流源,其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化,自动补偿系统所需的无功功率。可直接发感性或容性无功,补偿效果最好的。

由于SVG响应速度极快,所以又称静止同步补偿器,其响应时间为5ms 。

该产品是动态无功补偿的装置的换代产品,其占地面积极小,免维护, 一般年损耗在0.3%以下,可布置在户内。但价格最贵,当其价格合理时应优先选用。且SVG设备紧凑,占地较小可布置在户内。

1、节能效果明显,节能率达到10%-40%;

2、实时跟踪电动机的负载变化对其进行实时精确补偿;

3、不存在过补偿和欠补偿,平衡内网各相电流差;

4、有效降低内网电能损耗,提高功率因数达0.95以上;

5、不会产生电网污染,不会产生高次谐波,不会造成浪涌;

6、电容寿命长,性能稳定。柜体分体式设计,可以放在密码箱里拉走,不受运输、场地限制;

7、可应用于单台或者多台电机、经济效益高,不受电动机大小限制,任意组合;

8、并联于电机设备,相当于在线路上接几条线,安全可靠,即使设备故障也不会影响生产;

9、按键操作,多参数字显示。

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